¿Cómo "succiona" agua una esponja en contra de la gravedad?

Si tomo una esponja y la coloco en un plato poco profundo con agua (es decir, el nivel del agua es más bajo que la altura de la esponja), absorbe agua hasta que la esponja se humedece, incluida una parte de la esponja por encima del nivel del agua. En otras palabras, parece que la esponja atrae un poco de agua del baño hacia sí misma, haciendo trabajo, y el agua gana algo de energía potencial gravitacional.

¿De dónde proviene la energía necesaria para realizar este trabajo? Mi sospecha es que la respuesta implica enlaces físicos y/o químicos entre el agua y la esponja, o posiblemente el cambio en la relación entre el área superficial y el volumen del agua.

La acción capilar es parte de la explicación: en.wikipedia.org/wiki/Capillary_action
@BrandonEnright También creo que es un tipo de acción de resorte: cuando está seco, se libera energía potencial cuando está mojado.
@annav Creo que solo tiene energía potencial similar a un resorte cuando se aprieta. Esta pregunta parece ser sobre una esponja sin exprimir que absorbe agua por encima de la línea de flotación.
@BrandonEnright tiene razón. Es sobre todo un tipo de acción capilar. Específicamente, la adhesión entre las fibras de la esponja y las moléculas de agua es lo suficientemente alta como para que el agua prefiera tocar la esponja más que otras moléculas de agua y, por lo tanto, hay una tendencia a que "se arrastre" por la esponja. Ir por encima de la línea de flotación es la parte fácil, ya que solo la gravedad lo mantiene presionado, pero la fuerza EM (mucho más fuerte) lo empuja hacia arriba. Una vez encima, hay bolsillos en la esponja que pueden atrapar el exceso de agua (se libera cuando la aprietas)
Recuerdo vívidamente a mi profesor de hidrodinámica diciéndonos que es mucho más eficiente aspirar agua con una esponja si ya está ligeramente húmeda que completamente seca...
Relacionado: physics.stackexchange.com/q/2254/2451 y enlaces allí.

Respuestas (2)

Este efecto se llama capilaridad y no es tan sencillo.

El contacto entre el agua y una superficie sólida está determinado por los enlaces químicos. Se observa macroscópicamente en el ángulo de contacto que forma la superficie agua/aire con la superficie sólida. Este ángulo depende de la fuerza de los enlaces entre el sólido y las moléculas de agua. Puedes ver esto cuando viertes agua en un vaso: el agua en el borde del vaso es un poco más alta que en el centro; forma un ángulo con la superficie del vidrio.

Ahora, si hay mucho sólido alrededor del agua, como agua en un tubo pequeño, hay muchos puntos de contacto. Por lo tanto, la interfaz agua/aire estará fuertemente curvada. La curvatura de esta interfaz modifica la tensión superficial , que representa la energía contenida en esa superficie. Una buena manera de interpretar el efecto de la curvatura es rodear una parte determinada de la interfaz con más (o menos) moléculas de agua a medida que curva la interfaz. De este modo, la presión sobre la interfaz se reduce o aumenta dependiendo de la curvatura.

En un pequeño tubo vertical, la curvatura puede ser tal que la presión sea mayor que para una interfaz plana. Por lo tanto, puede contrarrestar la gravedad más fácilmente.

En conclusión, la energía proviene de la energía térmica (presión) de las moléculas de agua que empujan desde el fondo.

Es decir, absorber agua da como resultado un estado de energía más bajo. La cantidad de energía ahorrada es (aproximadamente) igual a la energía potencial del agua elevada contra la gravedad por encima de la línea de flotación.

En realidad, creo que se debe a que apretaste la esponja.

Solo lee mi respuesta con paciencia y seguramente déjame una respuesta.

La esponja es básicamente un paquete suave de fibra con muchos agujeros (¿o debería decir poros? Básicamente tiene mucho espacio entre ellos. Es por eso que se llama semisólido). Cuando lo aprietas, todo el aire de su interior sale. Luego, después de eso, lo pones en un recipiente con agua (sin importar el nivel del agua), "succionará" toda el agua que contiene. Si simplemente lo pones en un recipiente con agua sin exprimirlo, el agua solo entrará en los poros que están lo suficientemente abiertos para que salga el aire y entre el agua. También debido a la acción capilar, que debería traer una pequeña cantidad de agua. dentro de la esponja por encima del nivel del agua. Y ya, sobre la energía, es simplemente una cuestión de succión. Por favor dime que estoy ahora?

esto no aborda cómo una esponja no exprimida absorbe agua por encima de la línea de flotación, lo cual es un hecho lo suficientemente común como para ser anecdótico
debe agregar la acción capilar también discutida en los comentarios anteriores. Exprimir proporciona parte de la energía, pero una esponja natural también actúa como una mecha.
Esto ni siquiera aborda correctamente una esponja exprimida. La acción de apretar y chupar solo se aplica realmente a una esponja sumergida. No has dicho nada sobre lo que mantiene el agua en la esponja o por qué el agua de la esponja permanecerá por encima de la línea de flotación.
+1 esta respuesta al menos explica algo y seguramente no merece votos negativos.
Jim, dije anteriormente que el espacio que está vacío (que está dentro del agua) está húmedo porque los poros tienen suficiente espacio para dejar salir el aire y entrar el agua. Es solo un poco (eso sí, una pequeña cantidad) por encima del nivel debido a la acción capilar (no lo niego). Entonces, ¿debería editar mi respuesta para finalmente completarla?
Depende de usted si desea editar su respuesta para que sea más completa, pero en general, si puede mejorar una respuesta preferida. StackExchange trata de obtener la mejor respuesta a una pregunta. Si da una buena respuesta, probablemente podrá volver a 0 o incluso a votos positivos.
Espera un minuto, ¿estás votando por mí porque no hablé sobre la acción capilar? Simplemente no hablé de eso porque nadie se dirigió a la parte de succión.
¿Cómo "succiona" agua una esponja en contra de la gravedad?
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